La pila e l’effetto Joule Parte IV La pila e l’effetto Joule

La pila è un dispositivo che converte energia chimica in energia elettrica. All'interno di una pila avviene una reazione di ossido-riduzione in cui una sostanza subisce ossidazione, perdendo elettroni, ed un'altra subisce riduzione, acquistandoli. Il potenziale elettrico è funzione delle reazioni di ossidazione e riduzione che avvengono. Una pila si scarica quando queste reazioni chimiche raggiungono lo stato di equilibrio. Materiali: - un limone - una lamina di rame - una lamina di zinco - un tester - due cavi con morsetti a coccodrillo - un termometro o un orologio a cristalli liquidi Rotolate il limone schiacciandolo un po', in modo da rompere una parte dei sacchetti di acido. Piantate le due lamine metalliche dentro al limone, evitando che si tocchino fra loro. Con il tester, misurate la tensione che si produce fra le lamine Il valore di questa tensione sarà di circa 1 volt.                                                                                                                                     

Effetto Joule E Conservazione Dell’Energia Per trasportare una carica q da un polo all’altro, il generatore di tensione deve compiere un lavoro contro le forze elettriche del campo - + -

Effetto Joule E Conservazione Dell’Energia Se il trasporto di q avviene in un tempo t per mezzo di una corrente continua I, si può anche scrivere: Se V è in Volt, I in Ampere e t in secondi allora L è espresso in Joule L rappresenta l’energia elettrica della corrente

Effetto Joule E Conservazione Dell’Energia La potenza elettrica fornita dal generatore, cioè l’energia per unità di tempo è quindi data da: Il lavoro compiuto dal generatore è reso disponibile nel circuito esterno sotto forma di energia potenziale

Effetto Joule E Conservazione Dell’Energia In un circuito costituito da una semplice resistenza tutta l’energia elettrica della corrente si trasforma in calore ceduto all’ambiente La quantità di calore prodotta in un tempo t è data dall’espressione:

Effetto Joule E Conservazione Dell’Energia Nel caso di conduttori ohmici, per la prima legge di Ohm: possiamo riscrivere: che rappresentano l’energia e la potenza dissipata in energia termica attraverso la resistenza